BIOLOGIA DEL SUOLO

Marco Acutis

Corso di studi in Produzione e Protezione delle Piante e dei Sistemi del Verde

BIOLOGIA del SUOLO

POPOLAZIONE nel SUOLO:

• Molta biomassa: 2,5 t ha-1

• Varietà: molte specie, differenziate per:

- Dimensioni

- Esigenze alimentari

- Sorgente di energia

Reazioni nel suolo Chimiche, poche

Biologiche, la maggior parte

Riguardano: Formazione suolo

Nutrizione piante

ATTIVITA’:

FAUNA

Meccanica

• Lombrichi: frammentazione grossolana • Miriapodi e collemboli: divisione microscopica • Trasporto di sostanza organica nel profilo • Aumento porosità

Chimica

• Trasporto in superficie elementi di lisciviati • Rilascio di elementi fertilizzanti: escrementi ricchi

di K, P e Mg assimilabili, ottenuti attaccando con enzimi minerali non utilizzabili

Sulla Microflora

• La S.O. sminuzzata è più attaccabile • Disseminazione microrganismi con escrementi • Controllo dei funghi (regolazione equilibrio

batteri/funghi

FAUNA

Mesofauna (2 – 0.2 mm)

Microfauna (<0.2 mm)

Lombrico

Springtail

Macrofauna (>2 mm)

Acari

Talpa

Collemboli

nematodi Protozoi

Organismo Numero per grammo di suolo Acari 1 - 10

Nematodi 10 – 100 Protozoi > 100 mila Alghe* > 100 mila Funghi* > 1 milione

Actinomiceti* > 100 milioni Batteri > 1 bilione

FAUNA

Animali: – Vertebrati: roditori, topi, arvicole, serpenti – Artropodi: ragni, formiche, insetti, larve – Anellidi: lombrichi, miriapodi – Molluschi: lumache – Nematodi

* fanno parte dalla flora

• Lombrichi: terreni poveri di S.O.: ∼100 m2 ⇒ 500 kg ha-1 terreni ricchi di S.O.: ∼1000 m2 ⇒ 5000 kg ha-1

biologia: − cercano umidità e temperature medie: in profondità in estate, in superficie

primavera e autunno. − nutrimento: quasi esclusivamente residui vegetali, prelevati in superficie e

portati in profondità mescolati a terreno − escrementi: da alcune specie in superficie, altre in profondità − occorrono circa 10 anni per il passaggio di tutta la S.O. di un prato nel loro

apparato digerente − Condizioni per lo sviluppo:

◦ Umidità non eccessiva ◦ presenza di ossigeno ◦ presenza di calcio ◦ pH neutro

Marcofauna

Fauna > 2mm Composta da topi, talpe, lombrichi. • Topi e talpe: trinciano e danneggiano le radici

Mesofauna: fauna 2 - 0,2 mm Composta da insetti, aracnidi, miriapodi.

• Collemboli e acari: fino a 200.000 m2

Biologia: − nutrizione: sostanze organiche in decomposizione, funghi, batteri,

deiezioni, altri animali. − non mescolano al terreno l’ingerito. − relativamente poco importanti. Eccellenti indicatori biologici di «salute»

del suolo − Importanti per danni alle piante: elateridi, larve di coleotteri (maggiolini)

⇒ geodisinfestazione

Mesofauna - Microfauna

Microfauna: fauna < 0.2 mm

• Protozoi: abbondanti nei primi cm di suolo, se umidi e ricchi di S.O.; da 1 a 100 mila per grammo di terreno ⇒100 kg ha-1; nutrizione: predatori di batteri

Composta da alghe, funghi, attinomiceti e batteri • Alghe (blu, verdi, brune): autotrofe: da 20 a 60 kg ha-1 nei primi 2 cm eterotrofe: più in profondità, attaccano la S.O.

− fissazione N atmosferico (poche) − agenti primari della pedogenesi: attacco delle roccie − rilascio sostanze ormonali: auxine, vitamine, inibitori

• Funghi: Genere Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Rhizoctonia, Tricoderma biomassa: 1000-1500 kg ha-1 nutrizione eterotrofa: − parassiti delle colture − saprofiti − parassiti di microrganismi (Tricoderma, lotta biologica a patogeni fungini) − simbionti con piante superiori (micorizze) − preferiscono ambiente acido − azioni: − degradazione cellulosa e lignina (formazione humus) − ammonizzazione

FLORA

Alga azzurra

Rhizobium (noduli)

Attinomiceti popolazione: fino a 700 kg ha-1 pH ottimale 6 - 7,5 Attività: − attacco di cellulosa e lignina: umificazione − degradazione dell’humus stabile − produzione vitamine gruppo B e antibiotici − (odore di terra bagnata)

Batteri popolazione: variabilissima, da 1-2 a 70 kg ha1 apporto di N: la S.O. contiene il 10 - 20% di corpi batterici, con circa il 6,5% di N, ottenuto da: − decomposizione S.O. − minerali (nitrati e ammonio) − aria (azotofissazione) − aerobi: ossidanti, in genere utili; anaerobi: riducenti, in genere dannosi − eterotrofi: la più parte, degradano amido, cellulosa, proteine, urea

(mineralizzazione e umificazione)

FLORA

Attinomicete (Streptomicete)

Autotrofi: − nitrosi (Nitrosomonas, Nitrosococcus) − nitrici (Nitrobacter) − riorganicatori − denitrificanti

Semiautotrofi: Utilizzano l’N dell’aria del suolo e C organico − simbionti: rhizobium (C da zuccheri delle piante) − non simbionti o parzialmente simbionti: azotobacter, azospirillum ( qualche

utilizzazione su mais) C da sostanza organica in decomposizione

Sviluppo batterico dipende da: − aerazione ( pochi batteri in profondità) − T°: optimum 21-30 °C − Umidità: livello ottimale alla CC − pH 6 - 8 − Presenza di Ca scambiabile (neutralizza gli acidi

organici prodotti dal loro metabolismo)

Batteri

Nitrobacter

Flora microbica di decomposizione:

all’apporto di S.O., segue forte proliferazione microbica con:

− inibizione dello sviluppo radicale

− inibizione germinazione

Flora microbica di assimilazione:

dopo 1-3 mesi:

− senza vegetazione, le sostanze organiche e minerali costituiscono una “riserva”;

− con vegetazione in prossimità dei semi che germinano o delle radici, proliferazione microbica e formazione di una rizosfera che stimola lo sviluppo (ormoni) l’escrezione radicale seleziona la microflora utile alla pianta

Si formano quindi associazioni nutritive: la microflora partecipa all’assimilazione da parte della pianta con

− sostanze organiche specifiche

− degradazione humus e attacco minerali insolubili

− resistenza ai parassiti (competizione? ..Non ben definito)

Batteri Batteri su ife fungine

Non simbiontica ( o simbiosi parziale) solo a pH neutri, con calcio disponibile, da 10 a 60-70 kg ha-1 di N per anno

Simbiontica: Rhizobium da 100 a 300 kg ha-1 anno-1 (anche 400) Occorre: − aerazione del suolo − pH idoneo (il Rhizobium della medica non si sviluppa a pH acidi) − presenza di H2O − presenza di Ca e microelementi − Difficile stimare l’azotofissazione: per confronto con varietà della stessa

specie non azotofissatrici in assenza di concimazione, con l’uso di N marcato, con l’isotopia naturale dell’N: l’N tratto dal suolo ha composizione isotopica più “pesante” di quello atmosferico.

Il terreno è normalmente ricco dei rizobi specifici per medica, trifoglio, pisello, fagiolo. Povero per quanto riguarda la soia: occorre un inoculo, trattando i semi con colture di batteri allo stato polverulento, e eventualmente una piccola dose di N (20-40 kg ha-1) detta concimazione di lancio.

Batteri: AZOTOFISSAZIONE